KR20150016933A - Excavator control method and control device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 관한 쇼벨의 제어방법은, 레버(26B)의 전후방향으로의 조작에 의하여, 버킷(6)의 높이를 유지하면서 버킷(6)의 X방향 이동제어(평면위치제어)를 실행하고, 혹은, 레버(26A)의 전후방향으로의 조작에 의하여, 버킷(6)의 평면위치를 유지하면서 버킷(6)의 Z방향 이동제어(높이제어)를 실행한다.The control method of the shovel according to the embodiment of the present invention is a method of controlling the X direction movement (planar position control) of the bucket 6 while maintaining the height of the bucket 6 by the operation of the lever 26B in the front- (Height control) of the bucket 6 while maintaining the planar position of the bucket 6 by the operation of the lever 26A in the forward and backward directions.
Description
본 발명은 쇼벨의 제어방법 및 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고르기 정지(整地) 작업, 법면정리 작업 등을 행할 때의 쇼벨의 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래, 고르기 정지 작업을 용이하게 행할 수 있도록 하는 유압쇼벨의 굴삭궤적제어장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).BACKGROUND ART [0002] An excavating locus control device for a hydraulic excavator is known in the past, which makes it possible to easily perform a stopping work (for example, refer to Patent Document 1).
이 굴삭궤적제어장치는, 유압쇼벨의 프론트 어태치먼트의 연장방향으로 수평으로 뻗는 작업허가영역을 설정하고, 암 선단핀의 축심위치가 작업허가영역 내에 있는 경우, 암 및 붐의 동작을 허가한다. 한편, 이 굴삭궤적제어장치는, 작업허가영역의 주위에 작업억제영역을 설정하고, 암 선단핀의 축심위치가 작업억제영역 내에 침입한 경우, 암 당김, 붐 상승 및 붐 하강 중 어느 동작을 금지한다.This excavation locus control device sets a work permitting area extending horizontally in the extending direction of the front attachment of the hydraulic shovel and permits the operation of the arm and the boom when the axial center position of the arm front end pin is within the work permitting area. On the other hand, the excavated locus control device sets a work restraining area around the work permitting area, and prohibits any operation such as pulling the arm, raising the boom and falling the boom when the axial center position of the arm front pin enters the work restraining area do.
이와 같이 하여, 이 굴삭궤적제어장치는, 프론트 어태치먼트의 연장방향에 따른 직선당김작업이나 고르기 정지 작업을 조작자가 용이하게 행할 수 있도록 하고 있다.In this manner, the excavated locus control device allows the operator to easily perform a straight-line pulling operation and a picking-stop operation in accordance with the extending direction of the front attachment.
선행기술문헌Prior art literature
(특허문헌)(Patent Literature)
특허문헌 1: 일본 특허공개공보 평8-277543호Patent Document 1: JP-A-8-277543
그러나, 특허문헌 1에 기재된 굴삭궤적제어장치를 탑재하는 유압쇼벨에서는, 조작자는, 암 및 붐을 움직일 때 각각에 대응하는 개별의 조작레버를 이용한다. 이로 인하여, 조작자는, 직선당김작업이나 고르기 정지 작업에 있어서 버킷을 이동시킬 때에 2개의 조작레버를 동시에 조작할 필요가 있다. 이로 인하여, 유압쇼벨의 조작에 서투른 조작자에게 있어서는 직선당김작업이나 고르기 정지 작업은 여전히 곤란한 작업이며, 그러한 조작자에 대한 지원이 충분하다고는 할 수 없다.However, in the hydraulic excavator equipped with the excavated locus control device described in
본 발명은 상기 서술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 프론트 어태치먼트를 보다 용이하게 조작할 수 있도록 하는 쇼벨의 제어방법 및 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control method and a control apparatus for a shovel which makes it possible to more easily operate a front attachment.
상기 서술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨의 제어방법은, 1개의 레버의 조작에 의하여, 엔드 어태치먼트의 높이를 유지하면서 그 엔드 어태치먼트의 평면위치제어를 실행하고, 혹은, 상기 엔드 어태치먼트의 평면위치를 유지하면서 상기 엔드 어태치먼트의 높이제어를 실행한다.In order to achieve the above-mentioned object, a control method of a shovel according to an embodiment of the present invention is a method of controlling a planar position of an end attachment while maintaining the height of the end attachment by operating one lever, The height control of the end attachment is performed while maintaining the planar position of the end attachment.
또한, 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨의 제어장치는, 1개의 레버의 조작에 의하여, 엔드 어태치먼트의 높이를 유지하면서 그 엔드 어태치먼트의 평면위치제어를 실행하고, 혹은, 상기 엔드 어태치먼트의 평면위치를 유지하면서 상기 엔드 어태치먼트의 높이제어를 실행한다.Further, the control device of the shovel according to the embodiment of the present invention can perform the control of the planar position of the end attachment while maintaining the height of the end attachment by the operation of one lever, or the planar position of the end attachment While controlling the height of the end attachment.
상기 서술한 수단에 의하여, 본 발명은, 프론트 어태치먼트를 보다 용이하게 조작할 수 있도록 하는 쇼벨의 제어방법 및 제어장치를 제공할 수 있다.According to the above-described means, the present invention can provide a control method and a control apparatus for a shovel that makes it possible to more easily operate the front attachment.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 제어방법을 실행하는 유압식 쇼벨을 나타내는 측면도이다.
도 2는 유압식 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 관한 제어방법에서 이용되는 삼차원 직교좌표계의 설명도이다.
도 4는 XZ평면에 있어서의 프론트 어태치먼트의 움직임을 설명하는 도이다.
도 5는 캐빈 내의 운전석의 상면사시도이다.
도 6은 자동고르기모드에 있어서 레버조작을 한 경우의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 X방향 이동제어의 흐름을 나타내는 블록도(그 제1예)이다.
도 8은 X방향 이동제어의 흐름을 나타내는 블록도(그 제2예)이다.
도 9는 Z방향 이동제어의 흐름을 나타내는 블록도(그 제1예)이다.
도 10은 Z방향 이동제어의 흐름을 나타내는 블록도(그 제2예)이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 관한 제어방법을 실행하는 하이브리드식 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 하이브리드식 쇼벨의 축전계의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 관한 제어방법을 실행하는 하이브리드식 쇼벨의 구동계의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 14는 법면정리모드에서 이용되는 좌표계의 설명도(그 1)이다.
도 15는 법면정리모드에서 이용되는 좌표계의 설명도(그 2)이다.
도 16은 법면정리모드에서의 프론트 어태치먼트의 움직임을 설명하는 도이다.1 is a side view showing a hydraulic type shovel that executes a control method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration example of a drive system of a hydraulic type shovel.
3 is an explanatory diagram of a three-dimensional rectangular coordinate system used in the control method according to the embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a view for explaining the movement of the front attachment in the XZ plane.
5 is a top perspective view of the driver's seat in the cabin.
Fig. 6 is a flowchart showing the flow of processing in the case where the lever is operated in the automatic selecting mode.
7 is a block diagram (first example thereof) showing the flow of the X-direction movement control.
8 is a block diagram (second example) showing the flow of the X-direction movement control.
9 is a block diagram (first example thereof) showing the flow of the Z-direction movement control.
10 is a block diagram (second example) showing the flow of the Z-direction movement control.
11 is a block diagram showing a configuration example of a drive system of a hybrid type shovel for executing a control method according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram showing a configuration example of a power storage system of a hybrid type shovel.
13 is a block diagram showing another configuration example of a drive system of a hybrid type shovel for executing a control method according to an embodiment of the present invention.
Fig. 14 is an explanatory diagram (1) of a coordinate system used in the regular plane mode.
Fig. 15 is an explanatory diagram (2) of a coordinate system used in the normal mode.
16 is a view for explaining the movement of the front attachment in the rearrangement mode.
도 1은, 본 발명의 실시예에 관한 제어방법을 실행하는 유압식 쇼벨을 나타내는 측면도이다.1 is a side view showing a hydraulic type shovel that executes a control method according to an embodiment of the present invention.
유압식 쇼벨의 하부주행체(1)에는, 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 탑재되어 있다. 상부선회체(3)에는, 조작체로서의 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는, 조작체로서의 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 조작체로서의 엔드 어태치먼트인 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)은, 프론트 어태치먼트를 구성하며, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압 구동된다. 상부선회체(3)에는, 캐빈(10)이 마련되고, 또한 엔진 등의 동력원이 탑재된다.An upper revolving
도 2는, 도 1의 유압식 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 2에 있어서, 기계적동력계는 이중선, 고압유압라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타나 있다.2 is a block diagram showing a configuration example of a drive system of the hydraulic type shovel of FIG. In Fig. 2, the mechanical dynamometer shows a double line, the high-pressure hydraulic line shows a bold solid line, the pilot line shows a broken line, and the electric drive and control system shows a thin solid line.
기계식 구동부로서의 엔진(11)의 출력축으로는, 유압펌프로서 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)가 접속되어 있다. 메인펌프(14)에는, 고압유압라인(16)을 통하여 컨트롤밸브(17)가 접속되어 있다. 또한, 메인펌프(14)는, 펌프 1회전당 토출유량이 레귤레이터(14A)에 의하여 제어되는 가변용량형 유압펌프이다.A
컨트롤밸브(17)는, 유압식 쇼벨에 있어서의 유압계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 하부주행체(1)용의 유압모터(1A(우측용) 및 1B(좌측용)), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)는, 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속된다. 또한, 파일럿펌프(15)에는, 파일럿라인(25)을 통하여 조작장치(26)가 접속된다.The
조작장치(26)는, 레버(26A), 레버(26B), 페달(26C)을 포함한다. 레버(26A), 레버(26B), 및 페달(26C)은, 유압라인((27) 및 (28))을 통하여, 컨트롤밸브(17) 및 압력센서(29)에 각각 접속된다. 압력센서(29)는, 전기계의 구동제어를 행하는 컨트롤러(30)에 접속되어 있다.The
다만, 본 실시예에서는, 각 조작체의 자세를 검지하기 위한 자세센서가 각 조작체에 장착되어 있다. 구체적으로는, 붐(4)의 경사각도를 검출하기 위한 붐각도센서(4S)가 붐(4)의 지지축에 장착되어 있다. 또한, 암(5)의 개폐각도를 검출하기 위한 암각도센서(5S)가 암(5)의 지지축에 장착되며, 버킷(6)의 개폐각도를 검출하기 위한 버킷각도센서(6S)가 버킷(6)의 지지축에 장착되어 있다. 붐각도센서(4S)는, 검출한 붐각도를 컨트롤러(30)에 공급한다. 또한, 암각도센서(5S)는, 검출한 암 각도를 컨트롤러(30)에 공급하고, 버킷각도센서(6S)는, 검출한 버킷 각도를 컨트롤러(30)에 공급한다.However, in the present embodiment, an attitude sensor for detecting the attitude of each operating body is attached to each operating body. More specifically, a
컨트롤러(30)는, 유압식 쇼벨의 구동제어를 행하는 주제어부로서의 쇼벨제어장치이다. 컨트롤러(30)는, CPU(Central Processing Unit) 및 내부메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성되며, CPU가 내부메모리에 격납된 구동제어용의 프로그램을 실행함으로써 실현되는 장치이다.The controller (30) is a show control device as a main control unit that performs drive control of a hydraulic type shovel. The
다음으로, 도 3을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 관한 제어방법에서 이용되는 삼차원 직교좌표계에 대하여 설명한다. 다만, 도 3의 F3A는, 유압식 쇼벨의 측면도이며, 도 3의 F3B는, 유압식 쇼벨의 상면도이다.Next, a three-dimensional rectangular coordinate system used in the control method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. F3A in Fig. 3 is a side view of the hydraulic type shovel, and F3B in Fig. 3 is a top view of the hydraulic type shovel.
F3A 및 F3B에 나타내는 바와 같이, 삼차원 직교좌표계의 Z축은, 유압식 쇼벨의 선회축(PC)에 상당하고, 삼차원 직교좌표계의 원점(O)은, 선회축(PC)과 유압식 쇼벨의 설치면과의 교점에 상당한다.The Z-axis of the three-dimensional rectangular coordinate system corresponds to the pivot axis PC of the hydraulic type shovel and the origin O of the three-dimensional rectangular coordinate system corresponds to the pivot axis PC and the mounting surface of the hydraulic type shovel, as shown in F3A and F3B Corresponds to the intersection.
또한, Z축과 직교하는 X축은, 프론트 어태치먼트의 연장방향으로 뻗고, 마찬가지로 Z축과 직교하는 Y축은, 프론트 어태치먼트의 연장방향에 수직인 방향으로 뻗는다. 즉, X축 및 Y축은, 유압식 쇼벨의 선회와 함께 Z축 둘레를 회전한다. 다만, 유압식 쇼벨의 선회각도(θ)는, F3B에 나타내는 바와 같은 상면에서 볼 때, X축에 대하여 반시계 방향을 플러스방향으로 한다.The X-axis orthogonal to the Z-axis extends in the extending direction of the front attachment, and the Y-axis orthogonal to the Z-axis extends in the direction perpendicular to the extending direction of the front attachment. That is, the X axis and the Y axis rotate about the Z axis together with the rotation of the hydraulic type shovel. However, the turning angle (?) Of the hydraulic type shovel has a positive direction in the counterclockwise direction with respect to the X-axis when viewed from the upper surface as shown in F3B.
또한, F3A에 나타내는 바와 같이, 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 장착위치는, 붐회전축으로서의 붐핀의 위치인 붐핀위치(P1)로 나타난다. 마찬가지로, 붐(4)에 대한 암(5)의 장착위치는, 암회전축으로서의 암핀의 위치인 암핀위치(P2)로 나타난다. 또한, 암(5)에 대한 버킷(6)의 장착위치는, 버킷회전축으로서의 버킷핀의 위치인 버킷핀위치(P3)로 나타난다. 또한, 버킷(6)의 선단위치는 버킷 선단위치(P4)로 나타난다.As shown in F3A, the mounting position of the
또한, 붐핀위치(P1)와 암핀위치(P2)를 연결하는 선분(SG1)의 길이는 붐길이로서 소정치(L1)로 나타나고, 암핀위치(P2)와 버킷핀위치(P3)를 연결하는 선분(SG2)의 길이는 암길이로서 소정치(L2)로 나타나며, 버킷핀위치(P3)와 버킷 선단위치(P4)를 연결하는 선분(SG3)의 길이는 버킷길이로서 소정치(L3)로 나타난다.The length of the line segment SG1 connecting the boom pin position P1 and the arm pin position P2 is expressed by a predetermined value L 1 as a boom length and is defined by connecting the arm pin position P2 and the bucket pin position P3 The length of the line segment SG2 is represented by a predetermined length L 2 and the length of the
또한, 선분(SG1)과 수평면과의 사이에 형성되는 각도는 대지각(對地角)(β1)으로 나타나고, 선분(SG2)과 수평면과의 사이에 형성되는 각도는 대지각(β2)으로 나타나며, 선분(SG3)과 수평면과의 사이에 형성되는 각도는 대지각(β3)으로 나타난다. 다만, 이하에서는, 대지각(β1, β2, β3)을 각각 붐회전각도, 암회전각도, 버킷회전각도라고도 칭한다.An angle formed between the line segment SG1 and the horizontal plane is represented by a large angle? 1 and an angle formed between the line segment SG2 and the horizontal plane is represented by a large angle? 2 . , And an angle formed between the line segment SG3 and the horizontal plane is represented by a large perception angle? 3 . Hereinafter, the large crustal angles? 1 ,? 2 ,? 3 are also referred to as boom rotation angle, arm rotation angle, and bucket rotation angle, respectively.
여기에서, 붐핀위치(P1)의 삼차원좌표를 (X, Y, Z)=(H0X, 0, H0Z)로 하고, 버킷 선단위치(P4)의 삼차원좌표를 (X, Y, Z)=(Xe, Ye, Ze)로 하면, Xe, Ze는 각각 식(1) 및 식(2)로 나타난다. 다만, Xe 및 Ye는 엔드 어태치먼트의 평면위치를 나타내고, Ze는 엔드 어태치먼트의 높이를 나타낸다.Here, the three-dimensional coordinates of the bucket
Xe=H0X+L1cosβ1+L2cosβ2+L3cosβ3…(1) Xe = H 0X + L 1 cosβ 1 +
Ze=H0z+L1sinβ1+L2sinβ2+L3sinβ3…(2) Ze = H 0z + L 1 sinβ 1 +
다만, Ye는 0이 된다. 버킷 선단위치(P4)는, XZ평면 상에 존재하기 때문이다.However, Ye becomes 0. This is because the bucket tip position P4 exists on the XZ plane.
또한, 붐핀위치(P1)의 좌표치가 고정치이기 때문에, 대지각(β1, β2, 및 β3)이 정해지면, 버킷 선단위치(P4)의 좌표치가 명시적으로 결정된다. 마찬가지로, 대지각(β1)이 정해지면, 암핀위치(P2)의 좌표치가 명시적으로 결정되고, 대지각(β1 및β2)이 정해지면, 버킷핀위치(P3)의 좌표치가 명시적으로 결정된다.Since the coordinate values of the boom pin position P1 are fixed, when the large face angles? 1 ,? 2 , and? 3 are determined, the coordinate value of the bucket tip position P4 is explicitly determined. Likewise, when the large crank angle? 1 is determined, if the coordinate value of the arm pin position P2 is explicitly determined and the large crank angle? 1 and? 2 are determined, the coordinate value of the bucket pin position P3 becomes .
다음으로, 도 4를 참조하면서, 붐각도센서(4S), 암각도센서(5S), 및 버킷각도센서(6S)의 각각의 출력과 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 및 버킷회전각도(β3)와의 관계에 대하여 설명한다. 다만, 도 4는, XZ평면에 있어서의 프론트 어태치먼트의 움직임을 설명하는 도이다.Next, with reference to Fig. 4, the respective outputs of the
도 4에 나타내는 바와 같이, 붐각도센서(4S)는 붐핀위치(P1)에 설치되고, 암각도센서(5S)는 암핀위치(P2)에 설치되며, 버킷각도센서(6S)는 버킷핀위치(P3)에 설치된다.4, the
또한, 붐각도센서(4S)는, 선분(SG1)과 연직선과의 사이에 형성되는 각도(α1)를 검출하여 출력한다. 암각도센서(5S)는, 선분(SG1)의 연장선과 선분(SG2)과의 사이에 형성되는 각도(α2)를 검출하여 출력한다. 버킷각도센서(6S)는, 선분(SG2)의 연장선과 선분(SG3)과의 사이에 형성되는 각도(α3)를 검출하여 출력한다. 다만, 도 4에 있어서, 각도(α1)는, 선분(SG1)에 관하여 반시계 방향을 플러스방향으로 한다. 마찬가지로, 각도(α2)는, 선분(SG2)에 관하여 반시계 방향을 플러스방향으로 하고, 각도(α3)는, 선분(SG3)에 관하여 반시계 방향을 플러스방향으로 한다. 또한, 도 4에 있어서, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 버킷회전각도(β3)는, X축에 평행한 선에 관하여 반시계 방향을 플러스방향으로 한다.Further, the
이상의 관계로부터, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 버킷회전각도(β3)는, 각도(α1, α2, α3)를 이용하여 각각 식(3), 식(4), 식(5)로 나타난다.From the above relationship, the boom rotation angle (β 1), arm rotation angle (β 2), the bucket rotation angle (β 3), the angle (α 1, α 2, α 3), respectively the equation (3) using the formula (4) and (5), respectively.
β1=90-α1…(3)β 1 = 90-α 1 ... (3)
β2=β1-α2=90-α1-α2…(4)? 2 =? 1 - ? 2 = 90 -? 1 - ? 2 ... (4)
β3=β2-α3=90-α1-α2-α3…(5)β 3 = β 2 -α 3 = 90-α 1 -α 2 -α 3 (5)
다만, 상기 서술과 같이, β1, β2, β3은, 수평면에 대한 붐(4), 암(5), 버킷(6)의 기울기로서 나타난다.However, as described above,? 1 ,? 2 ,? 3 appear as slopes of the
따라서, 식(1)~식(5)를 이용하면, 각도(α1, α2, α3)가 정해지면, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 버킷회전각도(β3)가 명시적으로 결정되고, 또한, 버킷 선단위치(P4)의 좌표치가 명시적으로 결정된다. 마찬가지로, 각도(α1)가 정해지면, 붐회전각도(β1) 및 암핀위치(P2)의 좌표치가 명시적으로 결정되고, 각도(α1, α2)가 정해지면, 암회전각도(β2) 및 버킷핀위치(P3)의 좌표치가 명시적으로 결정된다.Therefore, when the angles (alpha 1 , alpha 2 , alpha 3 ) are determined using the equations (1) to (5), the boom rotation angle beta 1 , the arm rotation angle beta 2 , beta 3 ) is explicitly determined and the coordinate value of the bucket tip position P4 is explicitly determined. Similarly, when the angle? 1 is determined, the coordinate values of the boom rotation angle? 1 and the armature position P2 are explicitly determined, and when the angles? 1 and? 2 are determined, 2 and the bucket pin position P3 are explicitly determined.
다만, 붐각도센서(4S), 암각도센서(5S), 버킷각도센서(6S)는, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 버킷회전각도(β3)를 직접적으로 검출해도 된다. 이 경우, 식(3)~식(5)의 연산을 생략할 수 있다.It should be noted that the
다음으로, 도 5를 참조하면서, 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨의 제어방법에서 이용되는 조작장치(26)에 대하여 설명한다. 다만, 도 5는, 캐빈(10) 내의 운전석의 상면사시도이며, 운전석의 좌측 전방에 레버(26A)가 배치되고, 운전석의 우측 전방에 레버(26B)가 배치된 상태를 나타낸다. 또한, 도 5의 F5A는, 통상모드일 때의 레버설정을 나타내고, 도 5의 F5B는, 자동고르기모드일 때의 레버설정을 나타낸다.Next, the
구체적으로는, F5A의 통상모드에서는, 레버(26A)를 전방으로 젖히면 암(5)이 개방되고, 레버(26A)를 후방으로 젖히면 암(5)이 폐쇄된다. 또한, 레버(26A)를 좌측으로 젖히면 상부선회체(3)가 상면에서 볼 때에 반시계방향으로 좌선회하고, 레버(26A)를 우측으로 젖히면 상부선회체(3)가 상면에서 볼 때에 시계방향으로 우선회한다. 또한, 레버(26B)를 전방으로 젖히면 붐(4)이 하강하고, 레버(26B)를 후방으로 젖히면 붐(4)이 상승한다. 또한, 레버(26B)를 좌측으로 젖히면 버킷(6)이 폐쇄되고, 레버(26B)를 우측으로 젖히면 버킷(6)이 개방된다.Specifically, in the normal mode of F5A, the
한편, F5B의 자동고르기모드에서는, 레버(26A)를 전방으로 젖히면 버킷 선단위치(P4)의 X좌표 및 Y좌표의 값을 불변으로 하면서 Z좌표의 값이 감소하도록 붐(4) 및 암(5)의 적어도 일방이 움직인다. 다만, 버킷(6)이 움직여도 된다. 또한, 레버(26A)를 후방으로 젖히면 버킷 선단위치(P4)의 X좌표 및 Y좌표의 값을 불변으로 하면서 Z좌표의 값이 증대하도록 붐(4) 및 암(5)의 적어도 일방이 움직인다. 다만, 버킷(6)이 움직여도 된다. 이하에서는, 레버(26A)의 전후방향으로의 조작, 즉, 엔드 어태치먼트로서의 버킷(6)의 Z방향조작에 따라 실행되는 제어를 "Z방향 이동제어" 또는 "높이제어"라고 한다. 다만, 레버(26A)의 좌우방향으로의 조작은 통상모드의 경우와 동일하다.On the other hand, in the F5B automatic selecting mode, when the
또한, F5B의 자동고르기모드에서는, 레버(26B)를 전방으로 젖히면 버킷 선단위치(P4)의 Y좌표 및 Z좌표의 값을 불변으로 하면서 X좌표의 값이 증대하도록 붐(4) 및 암(5)의 적어도 일방이 움직인다. 다만, 버킷(6)이 움직여도 된다. 또한, 레버(26B)를 후방으로 젖히면 버킷 선단위치(P4)의 Y좌표 및 Z좌표의 값을 불변으로 하면서 X좌표의 값이 감소하도록 붐(4) 및 암(5)의 적어도 일방이 움직인다. 다만, 버킷(6)이 움직여도 된다. 이하에서는, 레버(26B)의 전후방향으로의 조작, 즉, 엔드 어태치먼트로서의 버킷(6)의 X방향조작에 따라 실행되는 제어를 "X방향 이동제어" 또는 "평면위치제어"라고 한다.When the
또한, F5B의 자동고르기모드에서는, 레버(26B)를 좌측으로 젖히면 버킷회전각도(β3)가 증대하고, 레버(26B)를 우측으로 젖히면 버킷회전각도(β3)가 감소한다. 즉, 레버(26B)를 좌측으로 젖히면 버킷(6)이 폐쇄되고, 레버(26B)를 우측으로 젖히면 버킷(6)이 개방된다. 이와 같이, 레버(26B)의 좌우방향으로의 조작에 의하여 야기되는 버킷(6)의 움직임은, 통상모드의 경우와 같다. 그러나, 통상모드에서는 레버조작량에 대응하는 유량의 작동유를 버킷실린더(9)에 공급함으로써 버킷(6)을 움직이는데 반하여, 자동고르기모드에서는 레버조작량에 대응하는 버킷회전각도(β3)의 목표치를 결정함으로써 버킷(6)을 움직이는 점에서 상이하다. 또한, 자동고르기모드에서의 제어의 상세에 대해서는 후술된다.When the
도 6은, 자동고르기모드에 있어서 레버조작을 행한 경우의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.Fig. 6 is a flowchart showing the flow of processing when lever operation is performed in the automatic selecting mode.
먼저, 컨트롤러(30)는, 캐빈(10) 내의 운전석 부근에 설치되는 모드전환스위치에 있어서 자동고르기모드가 선택되었는지 아닌지를 판단한다(스텝 S1).First, the
자동고르기모드가 선택되었다고 판단한 경우(스텝 S1의 YES), 컨트롤러(30)는, 레버조작량을 검출한다(스텝 S2).If it is determined that the automatic selecting mode has been selected (YES in step S1), the
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 압력센서(29)의 출력에 근거하여 레버(26A, 26B)의 조작량을 검출한다.Specifically, the
그 후, 컨트롤러(30)는, X방향조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다(스텝 S3). 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 레버(26B)의 전후방향으로의 조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다.Thereafter, the
X방향조작이 행해졌다고 판단한 경우(스텝 S3의 YES), 컨트롤러(30)는, X방향 이동제어(평면위치제어)를 실행한다(스텝 S4).If it is determined that the X direction operation has been performed (YES in step S3), the
X방향조작이 행해지지 않았다고 판단한 경우(스텝 S3의 NO), 컨트롤러(30)는, Z방향조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다(스텝 S5). 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 레버(26A)의 전후방향으로의 조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다.If it is determined that the X directional operation has not been performed (NO in step S3), the
Z방향조작이 행해졌다고 판단한 경우(스텝 S5의 YES), 컨트롤러(30)는, Z방향 이동제어(높이제어)를 실행한다(스텝 S6).When it is determined that the Z direction operation has been performed (YES in step S5), the
Z방향조작이 행해지지 않았다고 판단한 경우(스텝 S5의 NO), 컨트롤러(30)는, θ방향조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다(스텝 S7). 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 레버(26A)의 좌우방향으로의 조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다.When it is determined that the Z direction operation has not been performed (NO in step S5), the
θ방향조작이 행해졌다고 판단한 경우(스텝 S7의 YES), 컨트롤러(30)는, 선회동작을 실행한다(스텝 S8).When it is determined that the operation in the [theta] direction has been performed (YES in step S7), the
θ방향조작이 행해지지 않았다고 판단한 경우(스텝 S7의 NO), 컨트롤러(30)는, β3방향조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다(스텝 S9). 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 레버(26B)의 좌우방향으로의 조작이 행해졌는지 아닌지를 판단한다.If it is determined that the operation in the [theta] direction has not been performed (NO in step S7), the
β3방향조작이 행해졌다고 판단한 경우(스텝 S9의 YES), 컨트롤러(30)는, 버킷 개폐동작을 실행한다(스텝 S10).If it is determined that the 3- way operation has been performed (YES in step S9), the
다만, 도 6에 나타내는 제어의 흐름은, X방향조작, Z방향조작, θ방향조작, 및 β3방향조작 중 1개가 실행되는 단독 조작의 경우의 것이지만, 4개의 조작 중 복수의 조작이 동시에 실행되는 복합조작의 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 예를 들면, X방향 이동제어, Z방향 이동제어, 선회동작, 및 버킷 개폐동작 중 복수의 제어가 동시에 실행되어도 된다.However, the flow of control shown in Fig. 6 is the case of a single operation in which one of the X direction operation, the Z direction operation, the? Direction operation, and the? 3 direction operation is executed, But also in the case of the combined operation. For example, a plurality of controls during the X-direction movement control, the Z-direction movement control, the swing operation, and the bucket opening / closing operation may be simultaneously executed.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하면서, X방향 이동제어(평면위치제어)의 상세에 대하여 설명한다. 다만, 도 7 및 도 8은, X방향 이동제어의 흐름을 나타내는 블록도이다.Next, the details of the X-direction movement control (plane position control) will be described with reference to Figs. 7 and 8. Fig. However, Figs. 7 and 8 are block diagrams showing the flow of X-direction movement control.
레버(26B)로 X방향조작이 행해지면, 컨트롤러(30)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 레버(26B)의 X방향조작에 따라 버킷 선단위치(P4)의 X축방향에 있어서의 변위를 오픈제어한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 버킷 선단위치(P4)의 이동 후의 X좌표의 값으로서 지령치(Xer)를 생성한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, X방향 지령치생성부(CX)를 이용하여, 레버(26B)의 레버조작량(Lx)에 따른 X방향 지령치(Xer)를 생성한다. X방향 지령치생성부(CX)는, 예를 들면, 미리 등록된 테이블 등을 이용하여 레버조작량(Lx)으로부터 X방향 지령치(Xer)를 도출한다. 또한, X방향 지령치생성부(CX)는, 예를 들면, 레버(26B)의 조작량이 클수록, 버킷 선단위치(P4)의 이동 전의 X좌표의 값(Xe)과 이동 후의 X좌표의 값(Xer)과의 차(ΔXe)가 커지도록 값(Xer)을 생성한다. 다만, 컨트롤러(30)는, 레버(26B)의 조작량에 관계없이 ΔXe가 일정해지도록 값(Xer)을 생성해도 된다. 또한, 버킷 선단위치(P4)의 Y좌표 및 Z좌표의 값은 이동의 전후로 불변이다.When the X-directional operation is performed by the
그 후, 컨트롤러(30)는, 생성한 지령치(Xer)에 근거하여, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 및 버킷회전각도(β3)의 각각의 지령치(β1r, β2r, β3r)를 생성한다.Thereafter, the
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 상기 서술한 식(1) 및 식(2)를 이용하여 지령치(β1r, β2r, β3r)를 생성한다. 버킷 선단위치(P4)의 X좌표 및 Z좌표의 값(Xe, Ze)은, 식(1) 및 식(2)에 나타낸 바와 같이, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 및 버킷회전각도(β3)의 함수이다. 또한, 버킷 선단위치(P4)의 이동 후의 Z좌표의 값(Zer)에는 현재치가 그대로 이용된다. 이로 인하여, 버킷회전각도(β3)의 지령치(β3r)를 현재치인 채로 하면, 식(1)의 Xe에는 생성된 지령치(Xer)가 대입되고, β3에는 현재치가 그대로 대입된다. 또한, 식(2)의 Ze에는 현재치가 그대로 대입되고, β3에도 현재치가 그대로 대입된다. 그 결과, 2개의 미지수(β1, β2)를 포함하는 식(1) 및 식(2)의 연립 방정식을 푸는 것에 의하여, 붐회전각도(β1) 및 암회전각도(β2)의 값이 도출된다. 컨트롤러(30)는, 이러한 도출된 값을 지령치(β1r, β2r)로 한다.Specifically, the
그 후, 컨트롤러(30)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 및 버킷회전각도(β3)의 각각의 값이, 생성된 지령치(β1r, β2r, β3r)가 되도록 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)을 동작시킨다. 다만, 컨트롤러(30)는, 식(3)~식(5)를 이용하여, 지령치(β1r, β2r, β3r)에 대응하는 지령치(α1r, α2r, α3r)를 도출해도 된다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 붐각도센서(4S), 암각도센서(5S), 버킷각도센서(6S)의 출력인 각도(α1, α2, α3)가, 도출된 지령치(α1r, α2r, α3r)가 되도록 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)을 동작시켜도 된다.8, each value of the boom rotation angle beta 1 , the arm rotation angle beta 2 and the bucket rotation angle beta 3 is set to a predetermined value the
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 붐회전각도(β1)의 현재치와 지령치(β1r)와의 차(Δβ1)에 대응하는 붐실린더 파일럿압 지령을 생성한다. 그리고, 붐실린더 파일럿압 지령에 대응하는 제어전류를 붐전자비례밸브에 대해서 출력한다. 붐전자비례밸브는, 자동고르기모드에서는, 붐실린더 파일럿압 지령에 대응하는 제어전류에 따른 파일럿압을 붐제어밸브에 대해서 출력한다. 다만, 붐전자비례밸브는, 통상모드에서는, 레버(26B)의 전후방향으로의 조작량에 따른 파일럿압을 붐제어밸브에 대해서 출력한다.Specifically, the
그 후, 붐전자비례밸브로부터의 파일럿압을 받은 붐제어밸브는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를, 파일럿압에 대응하는 흐름방향 및 유량으로 붐실린더(7)에 공급한다. 붐실린더(7)는, 붐제어밸브를 통하여 공급되는 작동유에 의하여 신축한다. 붐각도센서(4S)는, 신축하는 붐실린더(7)에 의하여 움직이는 붐(4)의 각도(α1)를 검출한다.Thereafter, the boom control valve, which has received the pilot pressure from the boom electromagnetic proportional valve, supplies the operating fluid discharged from the
그 후, 컨트롤러(30)는, 붐각도센서(4S)가 검출한 각도(α1)를 식(3)에 대입하여 붐회전각도(β1)를 산출한다. 그리고, 붐실린더 파일럿압 지령을 생성할 때에 이용하는 붐회전각도(β1)의 현재치로서, 산출한 값을 피드백한다.Thereafter, the
다만, 상기 서술한 설명은, 지령치(β1r)에 근거하는 붐(4)의 동작에 관한 것이지만, 지령치(β2r)에 근거하는 암(5)의 동작, 및, 지령치(β3r)에 근거하는 버킷(6)의 동작에도 마찬가지로 적용 가능하다. 이로 인하여, 지령치(β2r)에 근거하는 암(5)의 동작, 및, 지령치(β3r)에 근거하는 버킷(6)의 동작의 흐름에 대해서는 그 설명을 생략한다.It should be noted that the above description relates to the operation of the
또한, 컨트롤러(30)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 펌프토출량도출부(CP1, CP2, CP3)를 이용하여, 지령치(β1r, β2r, β3r)로부터 펌프토출량을 도출한다. 본 실시예에서는, 펌프토출량도출부(CP1, CP2, CP3)는, 미리 등록된 테이블 등을 이용하여 지령치(β1r, β2r, β3r)로부터 펌프토출량을 도출한다. 펌프토출량도출부(CP1, CP2, CP3)가 도출한 펌프토출량은 합계되어, 합계펌프토출량으로서 펌프유량연산부에 입력된다. 펌프유량연산부는, 입력된 합계펌프토출량에 근거하여 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다. 본 실시예에서는, 펌프유량연산부는, 합계펌프토출량에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각(斜板傾轉角)을 변경함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다.As it is shown in Figure 7 the
그 결과, 컨트롤러(30)는, 붐제어밸브, 암제어밸브, 버킷제어밸브의 개구제어와 메인펌프(14)의 토출량의 제어를 실행함으로써, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9)에 적절한 양의 작동유를 분배할 수 있다.As a result, the
이와 같이, 컨트롤러(30)는, 지령치(Xer)의 생성, 지령치(β1r, β2r, 및 β3r)의 생성, 메인펌프(14)의 토출량의 제어, 및, 각도센서(4S, 5S, 6S)의 출력에 근거하는 조작체(4, 5, 6)의 피드백제어를 1 제어사이클로 하여, 이 제어사이클을 반복함으로써, 버킷 선단위치(P4)의 X방향 이동제어를 행한다.Thus, the
또한, 상기 서술한 설명에서는, 버킷회전각도(β3)의 지령치(β3r)로서 버킷회전각도(β3)의 현재치가 그대로 이용되고 있다. 그러나, 암회전각도(β2)의 값에 따라 명시적으로 정해지는 값, 예를 들면, 암회전각도(β2)의 값에 고정치를 더한 값이 버킷회전각도(β3)의 지령치(β3r)로서 이용되어도 된다.Further, in the above-mentioned description, the command value of the bucket rotation angle (β 3) (β 3 r ) is the current value of the bucket rotation angle (β 3) used as it is as. However, the arm command value of the rotation angle (β 2) the value, for which explicitly determined according to the value g., Arm rotation angle (β 2), the value and the value obtained by adding the value bucket rotation angle (β 3) of the ( beta 3 r).
또한, X방향 이동제어에서는 버킷 선단위치(P4)의 Y좌표 및 Z좌표를 고정으로 하면서 버킷 선단위치(P4)의 X좌표의 변위가 오픈제어된다. 그러나, 버킷핀위치(P3)의 Y좌표 및 Z좌표를 고정으로 하면서 버킷핀위치(P3)의 X좌표의 변위가 오픈제어되어도 된다. 이 경우, 지령치(β3r)의 생성 및 버킷(6)의 제어는 생략된다.Further, in the X direction movement control, the displacement of the X coordinate of the bucket tip end position P4 is controlled open while the Y coordinate and Z coordinate of the bucket tip end position P4 are fixed. However, the displacement of the X coordinate of the bucket pin position P3 may be open-controlled while the Y coordinate and the Z coordinate of the bucket pin position P3 are fixed. In this case, generation of the command value? 3 r and control of the
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하면서, Z방향 이동제어(높이제어)의 상세에 대하여 설명한다. 다만, 도 9 및 도 10은, Z방향 이동제어의 흐름을 나타내는 블록도이다.Next, details of the Z-direction movement control (height control) will be described with reference to Figs. 9 and 10. Fig. However, Figs. 9 and 10 are block diagrams showing the flow of Z-direction movement control.
레버(26A)로 Z방향조작이 행해지면, 컨트롤러(30)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 레버(26A)의 Z방향조작에 따라 버킷 선단위치(P4)의 Z축방향에 있어서의 변위를 오픈제어한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 버킷 선단위치(P4)의 이동 후의 Z좌표의 값으로서 지령치(Zer)를 생성한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, Z방향 지령치생성부(CZ)를 이용하여, 레버(26A)의 조작량(Lz)에 따른 Z방향 지령치(Zer)를 생성한다. Z방향 지령치생성부(CZ)는, 예를 들면, 미리 등록된 테이블 등을 이용하여 레버조작량(Lz)으로부터 Z방향 지령치(Zer)를 도출한다. 또한, Z방향 지령치생성부(CZ)는, 예를 들면, 레버(26A)의 조작량이 클수록, 버킷 선단위치(P4)의 이동 전의 Z좌표의 값(Ze)과 이동 후의 Z좌표의 값(Zer)과의 차(ΔZe)가 커지도록 값(Zer)을 생성한다. 다만, 컨트롤러(30)는, 레버(26A)의 조작량에 관계없이 ΔZe가 일정해지도록 값(Zer)을 생성해도 된다. 또한, 버킷 선단위치(P4)의 X좌표 및 Y좌표의 값은 이동의 전후로 불변이다.When the Z-directional operation is performed by the
그 후, 컨트롤러(30)는, 생성한 지령치(Zer)에 근거하여, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 및 버킷회전각도(β3)의 각각의 지령치(β1r, β2r, β3r)를 생성한다.Then, the
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 상기 서술한 식(1) 및 식(2)를 이용하여 지령치(β1r, β2r, β3r)를 생성한다. 버킷 선단위치(P4)의 X좌표 및 Z좌표의 값(Xe, Ze)은, 식(1) 및 식(2)에 나타낸 바와 같이, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 및 버킷회전각도(β3)의 함수이다. 또한, 버킷 선단위치(P4)의 이동 후의 X좌표의 값(Xer)에는 현재치가 그대로 이용된다. 이로 인하여, 버킷회전각도(β3)의 지령치(β3r)를 현재치인 채로 하면, 식(1)의 Xe에는 현재치가 그대로 대입되고, β3에도 현재치가 그대로 대입된다. 또한, 식(2)의 Ze에는 생성된 지령치(Zer)가 대입되고, β3에는 현재치가 그대로 대입된다. 그 결과, 2개의 미지수(β1, β2)를 포함한 식(1) 및 식(2)의 연립 방정식을 푸는 것에 의하여, 붐회전각도(β1) 및 암회전각도(β2)의 값이 도출된다. 컨트롤러(30)는, 이들 도출된 값을 지령치(β1r, β2r)로 한다.Specifically, the
그 후, 컨트롤러(30)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 붐회전각도(β1), 암회전각도(β2), 및 버킷회전각도(β3)의 각각의 값이, 생성된 지령치(β1r, β2r, β3r)가 되도록 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)을 동작시킨다. 다만, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 동작, 및 메인펌프(14)의 토출량의 제어에 대해서는, X방향 이동제어에서 설명한 내용이 그대로 적용 가능하기 때문에, 여기에서는 그 설명을 생략한다.10, each of the values of the boom rotation angle beta 1 , the arm rotation angle beta 2 and the bucket rotation angle beta 3 is set to a predetermined value the
이와 같이, 컨트롤러(30)는, 지령치(Zer)의 생성, 지령치(β1r, β2r, 및 β3r)의 생성, 메인펌프(14)의 토출량의 제어 및 각도센서(4S, 5S, 6S)의 출력에 근거하는 조작체(4, 5, 6)의 피드백제어를 1 제어사이클로 하여, 이 제어사이클을 반복함으로써, 버킷 선단위치(P4)의 Z방향 이동제어를 행한다.Thus, the
또한, 상기 서술한 설명에서는, 버킷회전각도(β3)의 지령치(β3r)로서 버킷회전각도(β3)의 현재치가 그대로 이용되고 있다. 그러나, 암회전각도(β2)의 값에 따라 명시적으로 정해지는 값, 예를 들면, 암회전각도(β2)의 값에 고정치를 더한 값이 버킷회전각도(β3)의 지령치(β3r)로서 이용되어도 된다.Further, in the above-mentioned description, the command value of the bucket rotation angle (β 3) (β 3 r ) is the current value of the bucket rotation angle (β 3) used as it is as. However, the arm command value of the rotation angle (β 2) the value, for which explicitly determined according to the value g., Arm rotation angle (β 2), the value and the value obtained by adding the value bucket rotation angle (β 3) of the ( beta 3 r).
또한, Z방향 이동제어에서는 버킷 선단위치(P4)의 X좌표 및 Y좌표를 고정으로 하면서 버킷 선단위치(P4)의 Z좌표의 변위가 오픈제어된다. 그러나, 버킷핀위치(P3)의 X좌표 및 Y좌표를 고정으로 하면서 버킷핀위치(P3)의 Z좌표의 변위가 오픈제어되어도 된다. 이 경우, 지령치(β3r)의 생성 및 버킷(6)의 제어는 생략된다.In the Z direction movement control, the displacement of the Z coordinate of the bucket tip end position P4 is open-controlled while the X coordinate and the Y coordinate of the bucket tip end position P4 are fixed. However, the displacement of the Z coordinate of the bucket pin position P3 may be open-controlled while the X coordinate and Y coordinate of the bucket pin position P3 are fixed. In this case, generation of the command value? 3 r and control of the
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨의 제어방법은, 레버의 조작량을, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)의 각각의 신축제어가 아닌, 버킷 선단위치(P4)의 위치제어에 이용한다. 이로 인하여, 본 제어방법은, 버킷회전각도(β3) 및 버킷 선단위치(P4)의 X좌표 및 Y좌표의 값을 유지하면서, Z좌표의 값을 증감시키는 동작을 1개의 레버의 조작으로 실현시킬 수 있다. 또한, 버킷회전각도(β3) 및 버킷 선단위치(P4)의 Y좌표 및 Z좌표의 값을 유지하면서, X좌표의 값을 증감시키는 동작을 1개의 레버의 조작으로 실현시킬 수 있다.As described above, the control method of the shovel according to the embodiment of the present invention is not limited to the expansion and contraction control of each of the
또한, 본 제어방법은, 엔드 어태치먼트의 평면위치와 엔드 어태치먼트의 높이를 버킷핀위치(P3)로 하여, 레버조작량을 버킷핀위치(P3)의 위치제어에 이용할 수도 있다. 이 경우, 본 제어방법은, 버킷핀위치(P3)의 X좌표 및 Y좌표의 값을 유지하면서, Z좌표의 값을 증감시키는 동작을 1개의 레버의 조작으로 실현시킬 수 있다. 또한, 버킷핀위치(P3)의 Y좌표 및 Z좌표의 값을 유지하면서, X좌표의 값을 증감시키는 동작을 1개의 레버의 조작으로 실현시킬 수 있다. 이 경우, 버킷핀위치(P3)의 삼차원좌표를 (X, Y, Z)=(XP3, YP3, ZP3)로 하면, XP3, ZP3은 각각 식(6) 및 식(7)로 나타난다.Further, in this control method, the plane position of the end attachment and the height of the end attachment may be used as the bucket pin position P3, and the lever manipulated variable may be used for position control of the bucket pin position P3. In this case, this control method can realize the operation of increasing and decreasing the Z coordinate value by operating one lever while maintaining the values of the X coordinate and Y coordinate of the bucket pin position P3. The operation of increasing or decreasing the value of the X coordinate can be realized by the operation of one lever while maintaining the Y coordinate and the Z coordinate of the bucket pin position P3. In this case, X P3 and Z P3 are expressions (6) and (7) respectively when the three-dimensional coordinate of the bucket pin position P3 is (X, Y, Z) = (X P3 , Y P3 , Z P3 ) Respectively.
XP3=H0X+L1cosβ1+L2cosβ2…(6) X P3 = H 0X + L 1
ZP3=H0z+L1sinβ1+L2sinβ2…(7) Z P3 = H 0z + L 1
다만, YP3은 0이 된다. 버킷핀위치(P3)는, XZ평면 상에 존재하기 때문이다.However, Y P3 becomes zero. This is because the bucket pin position P3 exists on the XZ plane.
또한, 이 경우, X방향 이동제어로 지령치(Xer)로부터 지령치(β3r)가 생성되는 일은 없으며, Z방향 이동제어로 지령치(Zer)로부터 지령치(β3r)가 생성되는 일은 없다.In this case, there is no thing which is generated command value (β r 3) from the command value (Xer) in the X direction movement control, which do not command value (β r 3) is produced from the command value (Zer) in Z direction movement control.
다음으로, 도 11을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 관한 제어방법을 실행하는 하이브리드 쇼벨에 대해서 설명한다. 다만, 도 11은, 하이브리드 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 11에 있어서, 기계적동력계는 이중선, 고압유압라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타나 있다. 또한, 도 11의 구동계는, 전동발전기(12), 변속기(13), 인버터(18), 및 축전계(120)를 구비하는 점, 선회용 유압모터(21B) 대신에, 인버터(20), 선회용전동기(21), 리졸버(22), 메커니컬브레이크(23), 및 선회변속기(24)로 구성되는 부하구동계를 구비하는 점에서 도 2의 구동계와 상이하다. 단, 그 외의 점에 있어서 도 2의 구동계와 공통된다. 이로 인하여, 공통점의 설명을 생략하면서 상이점을 상세하게 설명한다.Next, with reference to Fig. 11, a hybrid shovel for executing the control method according to the embodiment of the present invention will be described. Fig. 11 is a block diagram showing a configuration example of a drive system of a hybrid showbear. In Fig. 11, the mechanical dynamometer shows double lines, the high-pressure hydraulic line shows a thick solid line, the pilot line shows a broken line, and the electric drive and control system shows a thin solid line. 11 includes the
도 11에 있어서, 기계식 구동부로서의 엔진(11)과, 발전도 행하는 어시스트구동부로서의 전동발전기(12)는, 변속기(13)의 2개의 입력축에 각각 접속되어 있다. 변속기(13)의 출력축에는, 유압펌프로서의 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)가 접속되어 있다.11, the
전동발전기(12)에는, 인버터(18)를 통하여, 축전기로서의 커패시터를 포함하는 축전계(축전장치)(120)가 접속되어 있다.A power storage system (power storage device) 120 including a capacitor as a capacitor is connected to the
축전계(120)는, 인버터(18)와 인버터(20)와의 사이에 배치되어 있다. 이로써, 전동발전기(12) 및 선회용전동기(21)의 적어도 일방이 역행운전을 행하고 있을 때에는, 축전계(120)는 역행운전에 필요한 전력을 공급함과 함께, 적어도 일방이 발전운전을 행하고 있을 때에는, 축전계(120)는 발전운전에 의하여 발생한 전력을 전기에너지로서 축적한다.The
도 12는 축전계(120)의 구성예를 나타내는 블록도이다. 축전계(120)는, 축전기로서의 커패시터(19)와 승강압컨버터(100)와 DC버스(110)를 포함한다. 제2 축전기로서의 DC버스(110)는, 제1 축전기로서의 커패시터(19)와 전동발전기(12)와 선회용전동기(21)와의 사이에서의 전력의 수수(授受)를 제어한다. 커패시터(19)에는, 커패시터전압치를 검출하기 위한 커패시터전압검출부(112)와, 커패시터전류치를 검출하기 위한 커패시터전류검출부(113)가 마련되어 있다. 커패시터전압검출부(112) 및 커패시터전류검출부(113)에 의하여 검출되는 커패시터전압치 및 커패시터전류치는, 컨트롤러(30)에 공급된다. 또한, 상기 서술에서는, 축전기의 예로서 커패시터(19)를 나타냈지만, 커패시터(19) 대신에 리튬이온 배터리 등의 충전가능한 이차전지, 리튬이온 커패시터, 또는, 전력의 수수가 가능한 그 외의 형태의 전원을 축전기로서 이용해도 된다.12 is a block diagram showing an example of the configuration of a
승강압컨버터(100)는, 전동발전기(12) 및 선회용전동기(21)의 운전상태에 따라, DC버스전압치가 일정한 범위 내에 들어가도록 승압동작과 강압동작을 전환하는 제어를 행한다. DC버스(110)는, 인버터(18, 20)와 승강압컨버터(100)와의 사이에 배치되어 있으며, 커패시터(19), 전동발전기(12), 선회용전동기(21)의 사이에서의 전력의 수수를 행한다.The step-up and step-down
도 11로 되돌아와, 인버터(20)는, 선회용전동기(21)와 축전계(120)와의 사이에 마련되며, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 근거하여, 선회용전동기(21)에 대해서 운전제어를 행한다. 이로써, 인버터(20)는, 선회용전동기(21)가 역행운전을 하고 있을 때에는, 필요한 전력을 축전계(120)로부터 선회용전동기(21)에 공급한다. 또한, 선회용전동기(21)가 발전운전을 하고 있을 때에는, 선회용전동기(21)에 의하여 발전된 전력을 축전계(120)의 커패시터(19)에 축전한다.11, the
선회용전동기(21)는, 역행운전 및 발전운전의 쌍방이 가능한 전동기이면 되고, 상부선회체(3)의 선회기구(2)를 구동하기 위해서 마련되어 있다. 역행운전 시에는, 선회용전동기(21)의 회전구동력이 선회변속기(24)에서 증폭되고, 상부선회체(3)가 가감속제어되어 회전운동을 행한다. 또한, 발전운전 시에는, 상부선회체(3)의 관성회전은, 선회변속기(24)에서 회전수가 증가되어 선회용전동기(21)에 전달되고, 회생전력을 발생시킬 수 있다. 여기에서는, 선회용전동기(21)는, PWM(Pulse Width Modulation)제어신호에 따라 인버터(20)에 의하여 교류구동되는 전동기이다. 선회용전동기(21)는, 예를 들면, 자석내장형의 IPM 모터로 구성할 수 있다. 이로써, 보다 큰 유도기전력을 발생시킬 수 있으므로, 회생 시에 선회용전동기(21)에서 발전되는 전력을 증대시킬 수 있다.The swivel
다만, 축전계(120)의 커패시터(19)의 충방전제어는, 커패시터(19)의 충전상태, 전동발전기(12)의 운전상태(역행운전 또는 발전운전), 선회용전동기(21)의 운전상태(역행운전 또는 회생운전)에 근거하여, 컨트롤러(30)에 의하여 행해진다.The charging and discharging control of the
리졸버(22)는, 선회용전동기(21)의 회전축(21A)의 회전위치 및 회전각도를 검출하는 센서이다. 구체적으로는, 리졸버(22)는, 선회용전동기(21)의 회전 전의 회전축(21A)의 회전위치와, 좌회전 또는 우회전한 후의 회전위치와의 차를 검출함으로써, 회전축(21A)의 회전각도 및 회전방향을 검출한다. 선회용전동기(21)의 회전축(21A)의 회전각도 및 회전방향을 검출함으로써, 선회기구(2)의 회전각도 및 회전방향이 도출된다.The
메커니컬브레이크(23)는, 기계적인 제동력을 발생시키는 제동장치이며, 선회용전동기(21)의 회전축(21A)을 기계적으로 정지시킨다. 이 메커니컬브레이크(23)는, 전자식 스위치에 의하여 제동/해제가 전환된다. 이 전환은, 컨트롤러(30)에 의하여 행해진다.The
선회변속기(24)는, 선회용전동기(21)의 회전축(21A)의 회전을 감속하여 선회기구(2)에 기계적으로 전달하는 변속기이다. 이로써, 역행운전 시에는, 선회용전동기(21)의 회전력을 증력시켜, 보다 큰 회전력을 상부선회체(3)에 전달할 수 있다. 이와는 반대로, 회생운전 시에는, 상부선회체(3)에서 발생한 회전을 증속하여 선회용전동기(21)에 기계적으로 전달할 수 있다.The
선회기구(2)는, 선회용전동기(21)의 메커니컬브레이크(23)가 해제된 상태로 선회 가능해져, 이로써, 상부선회체(3)가 좌방향 또는 우방향으로 선회된다.The
컨트롤러(30)는, 전동발전기(12)의 운전제어(전동어시스트운전 또는 발전운전의 전환)를 행함과 함께, 승강압제어부로서의 승강압컨버터(100)를 구동제어하는 것에 의한 커패시터(19)의 충방전제어를 행한다. 컨트롤러(30)는, 커패시터(19)의 충전상태, 전동발전기(12)의 운전상태(전동어시스트운전 또는 발전운전), 및 선회용전동기(21)의 운전상태(역행운전 또는 회생운전)에 근거하여, 승강압컨버터(100)의 승압동작과 강압동작의 전환제어를 행하여, 이로써 커패시터(19)의 충방전제어를 행한다. 또한, 컨트롤러(30)는, 커패시터(19)에 충전하는 양(충전전류 또는 충전전력)의 제어도 행한다.The
이 승강압컨버터(100)의 승압동작과 강압동작의 전환제어는, DC버스전압검출부(111)에 의하여 검출되는 DC버스전압치, 커패시터전압검출부(112)에 의하여 검출되는 커패시터전압치, 및 커패시터전류검출부(113)에 의하여 검출되는 커패시터전류치에 근거하여 행해진다.The step-up and step-down operations of the step-up and step-down
어시스트모터인 전동발전기(12)가 발전한 전력은, 인버터(18)를 통하여 축전계(120)의 DC버스(110)에 공급되어, 승강압컨버터(100)를 통하여 커패시터(19)에 공급된다. 또한, 선회용전동기(21)가 회생운전하여 생성한 회생전력은, 인버터(20)를 통하여 축전계(120)의 DC버스(110)에 공급되어, 승강압컨버터(100)를 통하여 커패시터(19)에 공급된다.The electric power generated by the
다음으로, 도 13을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 관한 제어방법을 실행하는 하이브리드 쇼벨의 다른 예에 대하여 설명한다. 또한, 도 13은, 하이브리드 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 13에 있어서, 기계적동력계는 이중선, 고압유압라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타나 있다. 또한, 도 13의 구동계는, 엔진(11) 및 전동발전기(12)의 2개의 출력축이 변속기(13)를 통하여 메인펌프(14)에 접속되는 구성(패럴렐방식) 대신에, 인버터(18A)를 통하여 전기적으로 구동되는 펌프용 전동기(400)의 출력축이 메인펌프(14)에 접속되는 구성(시리얼방식)을 채용하는 점에서 도 11의 구동계와 상이하다. 단, 그 외의 점에 있어서 도 11의 구동계와 공통된다.Next, another example of the hybrid showbear for executing the control method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a drive system of hybrid shovel. In Fig. 13, the mechanical dynamometer shows double lines, the high-pressure hydraulic line shows a bold solid line, the pilot line shows a broken line, and the electric drive and control system shows a thin solid line. The drive system of Fig. 13 is different from the drive system of Fig. 13 in that the two output shafts of the
본 발명의 실시예에 관한 제어방법은, 이상과 같은 구성을 가지는 하이브리드식 쇼벨에도 적용 가능하다.The control method according to the embodiment of the present invention is also applicable to the hybrid shovel having the above configuration.
다음으로, 도 14를 참조하여, 자동고르기모드의 일례인 법면정리모드에 대하여 설명한다. 다만, 도 14는, 법면정리모드에서 이용되는 좌표계의 설명도이며, 도 3의 F3A에 대응한다. 또한, 법면정리모드 시의 레버설정은, 도 5의 F5B에 나타내는 자동고르기모드 시의 레버설정과 동일하다. 또한, 도 14는, 법면에 평행한 U축, 법면에 수직인 W축을 포함하는 UVW 삼차원 직교좌표계를 이용한 점에서, 수평면에 평행한 X축, 수평면에 수직인 Z축을 포함하는 XYZ 삼차원 직교좌표계를 이용하는 도 3의 F3A와 상이하지만 그 외의 점에서 공통된다. 다만, 법면각도(γ1)는, 법면정리모드를 실행하기 전에 조작자에 의하여 법면각도입력부를 통하여 설정될 수 있다. 또한, 도 14에서는, W축방향에 있어서의 부의 방향으로, 즉, 쇼벨로부터 보아 하강구배가 되도록, 법면이 형성되는 경우를 나타낸다.Next, with reference to Fig. 14, a description will be given of a normalizing mode, which is an example of the automatic selecting mode. Fig. 14 is an explanatory diagram of a coordinate system used in the normal plane arrangement mode, and corresponds to F3A in Fig. 3. The lever setting in the normal mode is the same as the lever setting in the automatic selection mode shown in F5B of Fig. 14 shows an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system including an X-axis parallel to a horizontal plane and a Z-axis perpendicular to a horizontal plane at a point using a UVW three-dimensional Cartesian coordinate system including a U-axis parallel to the oblique plane and a W- 3, which is different from F3A in Fig. However, the surface angle? 1 can be set by the operator through the surface angle input unit before executing the surface leveling mode. 14 shows a case in which a flat surface is formed in a negative direction in the W-axis direction, that is, a downward slope as viewed from the showbell.
여기에서, 붐핀위치(P1)의 삼차원좌표를 (U, V, W)=(H0U, 0, H0W)로 하고, 버킷 선단위치(P4)의 삼차원좌표를 (U, V, W)=(Ue, Ve, We)로 하면, Ue, We는, 상기 서술한 (1)식 및 (2)식과 마찬가지로, 각각 식(1)’및 식(2)’로 나타난다. 다만, Ue 및 Ve는 엔드 어태치먼트의 UV평면에 있어서의 위치를 나타내고, We는 엔드 어태치먼트의 UV평면으로부터의 거리를 나타낸다.Here, the three-dimensional coordinates of bumpin position (P1) (U, V, W) = (
Ue=H0U+L1cosβ1’+L2cosβ2’+L3cosβ3’…(1)’ Ue = H 0U + L 1 cosβ 1 '+
We=H0W+L1sinβ1’+L2sinβ2’+L3sinβ3’…(2)’We = H 0W + L 1 sin? 1 '+ L 2 sin? 2 ' + L 3 sin? 3 '(2)'
다만, Ve는 0이 된다. 버킷 선단위치(P4)는, UW평면 상에 존재하기 때문이다. 또한, 각도(β1’)는, 대지각(β1)에 법면각도(γ1)를 가산한 각도이다. 마찬가지로, 각도(β2’)는, 대지각(β2)에 법면각도(γ1)를 가산한 각도이며, 각도(β3’)는, 대지각(β3)에 법면각도(γ1)를 가산한 각도이다.However, Ve becomes 0. This is because the bucket tip position P4 exists on the UW plane. Further, the angle (β 1 ') is a perceptual angle for the slopes obtained by adding the angle (γ 1) to (β 1). Similarly, the angle (β 2 ') is, for perception and angle (β 2) adding the slopes an angle (γ 1), the angle (β 3') is, for perception slopes an angle (γ 1) to (β 3) .
또한, 버킷핀위치(P3)의 삼차원좌표를 (U, V, W)=(UP3, VP3, WP3)로 하면, UP3, WP3은, 상기 서술한 (6)식 및 (7)식과 마찬가지로, 각각 식(6)’및 식(7)’로 나타난다.When the three-dimensional coordinates of the bucket pin position P3 are (U, V, W) = (U P3 , V P3 , W P3 ), UP3 and WP3 are calculated by the above- Similarly, they are expressed by equations (6) 'and (7)', respectively.
UP3=H0U+L1cosβ1’+L2cosβ2’…(6)’ U P3 = H 0U + L 1 cosβ 1 '+
WP3=H0W+L1sinβ1’+L2sinβ2’…(7)’W P3 = H 0W + L 1 sin? 1 '+ L 2 sin? 2 ' ... (7) '
법면정리모드에서는, 레버(26B)를 전방으로 젖히면, 버킷 선단위치(P4)의 V좌표의 값(Ve) 및 W좌표의 값(We)을 불변으로 하면서, U좌표의 값(Ue)이 증대하도록, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 적어도 1개가 움직인다.The U coordinate value Ue of the U coordinate is increased while the value Ve of the V coordinate of the bucket tip position P4 and the value We of the W coordinate are made unchanged when the
또한, 법면정리모드에서는, 레버(26B)를 후방으로 젖히면, 버킷 선단위치(P4)의 V좌표의 값(Ve) 및 W좌표의 값(We)을 불변으로 하면서, U좌표의 값(Ue)이 감소하도록, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 적어도 1개가 움직인다.When the
즉, 레버(26B)의 전후방향으로의 조작(도 5의 F5B의 X방향조작에 상당하고, 이하, "U방향조작"이라고 한다.)에 따라, 버킷 선단위치(P4)는 U축방향으로 움직인다. 또한, 레버(26A)의 전후방향으로의 조작(도 5의 F5B의 Z방향조작에 상당하고, 이하, "W방향조작"이라고 한다.)에 따라 버킷 선단위치(P4)는 W축방향으로 움직인다. 또한, UVW 삼차원 직교좌표계와 XYZ 삼차원 직교좌표계를 조합하여, 컨트롤러(30)가, 조작자의 레버(26B)의 전후방향으로의 조작에 따라 버킷 선단위치(P4)를 U축방향으로 움직여, 조작자의 레버(26A)의 전후방향으로의 조작에 따라 버킷 선단위치(P4)를 Z축방향으로 움직이도록 설정할 수도 있다.That is, according to the operation in the forward and backward direction of the
다만, 법면정리모드에 있어서의 이러한 레버(26A, 26B)의 전후방향으로의 조작, 즉, 엔드 어태치먼트로서의 버킷(6)의 W방향조작, U방향조작에 따라 실행되는 제어를 "법면위치제어"라고 칭한다. 또한, 법면정리모드에 있어서의 레버(26A)의 좌우방향으로의 조작, 및, 레버(26B)의 좌우방향으로의 조작에 따라 실행되는 제어는, 자동고르기모드의 경우와 같다.However, the control executed in the forward and backward directions of the
이와 같이 하여, 조작자는, 자동고르기모드에 있어서의 X방향 이동제어(평면위치제어)의 일례로서의, 법면정리모드에 있어서의 법면위치제어를 이용하여, 원하는 법면을 따른 버킷(6)의 이동을 용이하게 실현할 수 있다.In this manner, the operator can move the
다음으로, 도 15 및 도 16을 참조하여, 법면정리모드의 다른 일례에 대하여 설명한다. 다만, 도 15는, 법면정리모드에서 이용되는 좌표계의 설명도이며, 도 3의 F3A에 대응한다. 또한, 도 16은, XZ평면에 있어서의 프론트 어태치먼트의 움직임을 설명하는 도이며, 도 4에 대응한다. 또한, 법면정리모드 시의 레버설정은, 도 5의 F5B에 나타내는 자동고르기모드 시의 레버설정과 동일하다. 또한, 도 15, 도 16은, 법면각도 γ1와 버킷 선단위치(P4)의 추이를 도시한 점에서, 도 3의 F3A, 도 4와 상이하지만 그 외의 점에서 공통된다. 다만, 법면각도(γ1)는, 법면정리모드를 실행하기 전에 조작자에 의하여 설정될 수 있다. 또한, 도 15, 도 16에서는, Z축방향에 있어서의 부의 방향으로, 즉, 쇼벨로부터 보아 하강구배가 되도록, 법면이 형성되는 경우를 나타낸다.Next, another example of the normal mode will be described with reference to Figs. 15 and 16. Fig. FIG. 15 is an explanatory diagram of a coordinate system used in the normal plane mode, and corresponds to F3A in FIG. 3. Fig. 16 is a view for explaining the movement of the front attachment in the XZ plane, and corresponds to Fig. The lever setting in the normal mode is the same as the lever setting in the automatic selection mode shown in F5B of Fig. 15 and Fig. 16 are common to F3A and Fig. 4 in Fig. 3 but in other points in that they show the transition of the normal angle? 1 and the bucket tip position P4. However, the curved surface angle? 1 can be set by the operator before executing the surface arrangement mode. Figs. 15 and 16 show a case in which a flat surface is formed in a negative direction in the Z-axis direction, that is, a downward slope as viewed from the showbell.
법면정리모드에서는, 레버(26B)를 전방으로 젖히면, 버킷 선단위치(P4)의 Y좌표의 값(Ye)을 불변으로 하고, 또한, 각도(γ1)의 법면(SF1)과 버킷 선단위치(P4)와의 사이의 거리를 불변으로 하면서, X좌표의 값(Xe)이 증대하도록, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 적어도 1개가 움직인다. 즉, 버킷 선단위치(P4)가 법면(SF1)에 평행한 평면(SF2) 상을 Y축에 수직인 방향으로 또한 쇼벨로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 이 때, Z좌표의 값(Ze)은, 쇼벨로부터 보아 상승구배의 법면인 경우에 증대하고, 쇼벨로부터 보아 하강구배의 법면인 경우에 감소한다. 다만, 도 15는, 쇼벨로부터 보아 하강구배의 법면(SF1)을 나타낸다.The slopes cleanup mode, jeothimyeon the lever (26B) in the forward direction, and a value (Ye) in Y coordinates of the bucket tip position (P4) unchanged, and, angle of slopes (SF1) and the bucket tip position (γ 1) ( At least one of the
또한, 법면정리모드에서는, 레버(26B)를 후방으로 젖히면, 버킷 선단위치(P4)의 Y좌표의 값(Ye)을 불변으로 하고, 또한, 법면(SF1)과 버킷 선단위치(P4)와의 사이의 거리를 불변으로 하면서, X좌표의 값(Xe)이 감소하도록, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 적어도 1개가 움직인다. 즉, 버킷 선단위치(P4)가 법면(SF1)에 평행한 평면(SF2) 상을 Y축에 수직인 방향으로 또한 쇼벨에 가까워지는 방향으로 이동한다. 이 때, Z좌표의 값(Ze)은, 쇼벨로부터 보아 상승구배의 법면인 경우에 감소하고, 쇼벨로부터 보아 하강구배의 법면인 경우에 증대한다.When the
여기에서, 현시점의 버킷 선단위치(P4)의 삼차원좌표를 (X, Y, Z)=(Xe, Ye, Ze)로 하고, 이동 후의 버킷 선단위치(P4)’의 삼차원좌표를 (X, Y, Z)=(Xe’, Ye’, Ze’)로 하며, X축방향의 이동량을 ΔXe(=Xe’-Xe)로 하면, Z축방향의 이동량 ΔZe(=Ze’-Ze)는, 식(8)로 나타난다.Here, the three-dimensional coordinates of the current bucket tip position P4 are (X, Y, Z) = (Xe, Ye, Ze) (= Ze'-Ze) in the Z-axis direction is expressed by the following equation (7): Ze = Zea = (8).
ΔZe=ΔXe×tanγ1…(8)? Ze =? Xe x tan? 1 ... (8)
또한, 법면정리모드에서는, 버킷 선단위치(P4)의 위치제어 대신에, 버킷핀위치(P3)의 위치제어가 실행되어도 된다. 이 경우, 버킷핀위치(P3)의 Y좌표의 값(YP3)을 불변으로 하고, 또한, 각도(γ1)의 법면(SF1)과 버킷핀위치(P3)와의 사이의 거리를 불변으로 하면서, X좌표의 값(Xp3)이 변화하도록, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 적어도 1개가 움직인다. 즉, 버킷핀위치(P3)가 법면(SF1)에 평행한 평면 상을 Y축에 수직인 방향으로 이동한다.Further, in the normal mode, the position control of the bucket pin position P3 may be performed instead of the position control of the bucket tip position P4. In this case, the Y coordinate value Y P3 of the bucket pin position P3 is made unchanged and the distance between the rectangular face SF1 of the angle 1 and the bucket pin position P3 is made unchanged At least one of the
여기에서, 현시점의 버킷핀위치(P3)의 삼차원좌표를 (X, Y, Z)=(XP3, YP3, ZP3)로 하고, 이동 후의 버킷핀위치(P3’)의 삼차원좌표를(X, Y, Z)=(Xp3’, Yp3’, Zp3’)로 하며, X축방향의 이동량을 ΔXp3(=Xp3’-Xp3)로 하면, Z축방향의 이동량 ΔZp3(=Zp3’-Zp3)은, 식(9)로 나타난다.Here, the three-dimensional coordinates of the current bucket pin position P3 are (X, Y, Z) = (X P3 , Y P3 , Z P3 ) X, Y, Z) = (X p3 ', Y p3', Z p3 ') to, and the amount of movement of the X-axis direction ΔX p3 (= X p3' -X p3) when, the amount of movement of the Z-axis direction by ΔZ p3 (= Z p3 '- Z p3 ) is expressed by equation (9).
ΔZp3=ΔXp3×tanγ1…(9)? Zp 3 =? Xp 3 x tan? 1 ... (9)
다만, 본 실시예에서는, 법면정리모드에 있어서의 이러한 레버(26B)의 전후방향으로의 조작, 즉, 엔드 어태치먼트로서의 버킷(6)의 X방향조작에 따라 실행되는 제어를 "법면위치제어"라고 칭한다. 또한, 법면정리모드에 있어서의 레버(26A)의 조작, 및, 레버(26B)의 좌우방향으로의 조작에 따라 실행되는 제어는, 자동고르기모드의 경우와 같다.However, in the present embodiment, the control executed in the forward and backward directions of the
이와 같이 하여, 조작자는, 자동고르기모드에 있어서의 X방향 이동제어(평면위치제어)의 일례로서의, 법면정리모드에 있어서의 법면위치제어를 이용하여, 원하는 법면에 따른 버킷(6)의 이동을 용이하게 실현할 수 있다.In this manner, the operator can move the
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 자세히 설명했지만, 본 발명은, 상기 서술한 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 상기 서술한 실시예에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and permutations may be added to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. have.
예를 들면, 상기 서술한 실시예에서는, 엔드 어태치먼트로서 버킷(6)을 이용하지만, 리프팅 마그넷, 브레이커 등이 이용되어도 된다.For example, in the above-described embodiment, the
또한, 본원은, 2012년 6월 8일에 출원한 일본 특허출원 2012-131013호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며 그 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.The present application is based on Japanese Patent Application No. 2012-131013 filed on June 8, 2012, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
1: 하부주행체
1A, 1B: 주행용 유압모터
2: 선회기구
3: 상부선회체
4: 붐
4S: 붐각도센서
5: 암
5S: 암각도센서
6: 버킷
6S: 버킷각도센서
7: 붐실린더
8: 암실린더
9: 버킷실린더
10: 캐빈
11: 엔진
12: 전동발전기
13: 변속기
14: 메인펌프
14A: 레귤레이터
15: 파일럿펌프
16: 고압유압라인
17: 컨트롤밸브
18: 인버터
19: 커패시터
20: 인버터
21: 선회용전동기
21A: 회전축
22: 리졸버
23: 메커니컬브레이크
24: 선회변속기
25: 파일럿라인
26: 조작장치
26A, 26B: 레버
26C: 페달
27, 28: 유압라인
29: 파일럿압센서
30: 컨트롤러
100: 승강압컨버터
110: DC버스
111: DC버스전압검출부
112: 커패시터전압검출부
113: 커패시터전류검출부
120: 축전계
CP1, CP2, CP3: 펌프토출량도출부
CX: X방향 지령치생성부
CZ: Z방향 지령치생성부1: Lower traveling body
1A, 1B: Driving hydraulic motor
2: Swivel mechanism
3: upper revolving body
4: Boom
4S: Boom angle sensor
5: Cancer
5S: Rock angle sensor
6: Bucket
6S: Bucket angle sensor
7: Boom cylinder
8: Female cylinder
9: Bucket cylinder
10: Cabin
11: Engine
12: Electric generator
13: Transmission
14: main pump
14A: Regulator
15: Pilot pump
16: High pressure hydraulic line
17: Control valve
18: Inverter
19: Capacitors
20: Inverter
21: Motor for turning
21A:
22: Resolver
23: Mechanical brake
24: turning transmission
25: Pilot line
26: Operation device
26A, 26B: Lever
26C: Pedal
27, 28: Hydraulic line
29: Pilot pressure sensor
30: Controller
100: Step-up / down converter
110: DC bus
111: DC bus voltage detector
112: Capacitor voltage detector
113: Capacitor current detector
120: power storage system
CP1, CP2, CP3: pump discharge amount deriving unit
CX: X-direction command value generator
CZ: Z-direction command value generator
Claims (16)
상기 평면위치제어 또는 상기 높이제어를 실행하는 경우에 상기 엔드 어태치먼트의 수평면에 대한 각도를 유지하는, 쇼벨의 제어방법.The method according to claim 1,
And maintains an angle with respect to a horizontal plane of the end attachment when performing the planar position control or the height control.
상기 1개의 레버의 조작량에 근거하여, 적어도, 조작체 중 붐 및 암의 동작에 관한 지령치를 생성하는, 쇼벨의 제어방법.3. The method according to claim 1 or 2,
And generates an instruction value relating to at least an operation of the boom and the arm in the operating body based on the operation amount of the one lever.
다른 1개의 레버의 조작에 의하여, 상기 엔드 어태치먼트의 수평면에 대한 각도를 독립하여 조정하는, 쇼벨의 제어방법.3. The method according to claim 1 or 2,
And the angle of the end attachment with respect to the horizontal plane is independently adjusted by operation of another one of the levers.
다른 1개의 레버의 조작에 의하여 선회를 독립하여 제어하는, 쇼벨의 제어방법.3. The method according to claim 1 or 2,
And controlling the turning independently by the operation of another one of the levers.
상기 조작체의 각각에 장착된 자세센서의 출력에 근거하여 상기 조작체의 각각을 피드백제어하는, 쇼벨의 제어방법.The method of claim 3,
And feedback control is performed on each of the operating bodies based on an output of an attitude sensor mounted on each of the operating bodies.
상기 1개의 레버의 조작에 의하여, 설정된 법면각도를 가지는 법면에 평행한 평면에 대해서 상기 엔드 어태치먼트의 평면위치제어 또는 높이제어를 실행하는, 쇼벨의 제어방법.3. The method according to claim 1 or 2,
And performing plane position control or height control of the end attachment with respect to a plane parallel to the obtuse surface having the set obtuse angle by the operation of the one lever.
상기 1개의 레버의 조작에 의하여, 설정된 법면각도를 가지는 법면에 평행한 평면에 대해서 상기 엔드 어태치먼트의 평면위치제어를 실행하고, 또한, 다른 레버의 조작에 의하여, 상기 법면 또는 수평면에 평행한 평면에 대해서 상기 엔드 어태치먼트의 높이제어를 실행하는, 쇼벨의 제어방법.3. The method according to claim 1 or 2,
The plane position control of the end attachment is performed on the plane parallel to the plane having the set angle of the side face by the operation of the one lever and the plane position control is performed on the plane parallel to the plane or the horizontal plane Wherein the height control of the end attachment is performed with respect to the end attachment.
상기 평면위치제어 또는 상기 높이제어를 실행하는 경우에 상기 엔드 어태치먼트의 수평면에 대한 각도를 유지하는, 쇼벨의 제어장치.10. The method of claim 9,
And maintains an angle with respect to a horizontal plane of the end attachment in the case of executing the plane position control or the height control.
상기 1개의 레버의 조작량에 근거하여, 적어도, 조작체 중 붐 및 암의 동작에 관한 지령치를 생성하는, 쇼벨의 제어장치.11. The method according to claim 9 or 10,
And generates at least a command value relating to the operation of the boom and the arm in the operating body based on the operation amount of the one lever.
다른 1개의 레버의 조작에 의하여, 상기 엔드 어태치먼트의 수평면에 대한 각도를 독립하여 조정하는, 쇼벨의 제어장치.11. The method according to claim 9 or 10,
And the angle of the end attachment with respect to the horizontal plane is adjusted independently by operation of another one of the levers.
다른 1개의 레버의 조작에 의하여 선회를 독립하여 제어하는, 쇼벨의 제어장치.11. The method according to claim 9 or 10,
And controlling the turning independently by the operation of another one of the levers.
상기 조작체의 각각에 장착된 자세센서의 출력에 근거하여 상기 조작체의 각각을 피드백제어하는, 쇼벨의 제어장치.12. The method of claim 11,
And feedback control is performed on each of the operating bodies based on an output of an attitude sensor mounted on each of the operating bodies.
상기 1개의 레버의 조작에 의하여, 설정된 법면각도를 가지는 법면에 평행한 평면에 대해서 상기 엔드 어태치먼트의 평면위치제어 또는 높이제어를 실행하는, 쇼벨의 제어장치.11. The method according to claim 9 or 10,
Wherein the planar position control or the height control of the end attachment is performed on a plane parallel to a surface having a set surface angle by operation of the one lever.
상기 1개의 레버의 조작에 의하여, 설정된 법면각도를 가지는 법면에 평행한 평면에 대해서 상기 엔드 어태치먼트의 평면위치제어를 실행하고, 또한, 다른 레버의 조작에 의하여, 상기 법면 또는 수평면에 평행한 평면에 대해서 상기 엔드 어태치먼트의 높이제어를 실행하는, 쇼벨의 제어장치.11. The method according to claim 9 or 10,
The plane position control of the end attachment is performed on the plane parallel to the plane having the set angle of the side face by the operation of the one lever and the plane position control is performed on the plane parallel to the plane or the horizontal plane And controls the height of the end attachment with respect to the height of the end attachment.
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